微中子是宇宙中最古老、最原始的基本粒子之一，自宇宙形成之初便存在，本身就攜帶著宇宙演化的關鍵資訊。為了深入探索這種神秘粒子，位於廣東江門地下700公尺的江門微中子實驗（JUNO）正在緊鑼密鼓地進行中。
10月11日，中科院宣布，該實驗的中心探測器內部、世界最大的單體有機玻璃球已經全部建成，標誌著實驗進入了建設的收官階段。預計11月底完成全部安裝任務，並啟動超純水、液體閃爍體的灌裝，2025年8月正式執行取數，預計執行約30年。
江門微中子實驗是一項旨在測量微中子品質順序的國際最前沿的基礎科學研究計畫。各計畫於2013年立項，2015年開工，建造時間已近10年，現終於到了收尾階段。
該工程的核心探測裝置位於地下700公尺的實驗大廳內44公尺深的水池中央，這一特殊位置的選擇旨在減少宇宙射線和地球放射線對實驗的幹擾，確保數據的準確性。探測器的核心部份由一個直徑41公尺的不銹鋼網殼、直徑35.4公尺的有機玻璃球，以及2萬噸液體閃爍體、45000只光電倍增管等關鍵部件組成，規模之大、技術之復雜，堪稱國際一流。
其中的有機玻璃球作為探測器的核心部件之一，其內徑達到35.4公尺，由263塊12厘米厚的烘彎球面板和上下煙囪粘接而成，凈重約600噸，是全世界最大的有機玻璃球。
這一尺寸的巨大有機玻璃球，在制造和安裝過程中都面臨著前所未有的挑戰。按比例換算，其厚度比雞蛋殼還薄，但卻要承受執行中約3000噸的浮力。
為此，科研團隊采用了獨特配方和工藝生產的高透光率、低本底有機玻璃板材，並透過大體量註料、聚合、退火的本體聚合技術進行粘接，粘接縫總長度約2公裏。此外，還采用了特殊方法對粘接縫進行保護，確保整個球體的穩定性和安全性。
除了有機玻璃球外，探測器的不銹鋼網架和光電倍增管也是關鍵部件之一。不銹鋼網架用於支撐有機玻璃球和液閃的重量，同時傳遞受力。而光電倍增管則用於探測液閃中微中子與物質交互作用產生的微弱光訊號，並將其轉化為電訊號進行記錄和分析。
江門微中子實驗團隊成功研制出具有自主智慧財產權的國際最高光子探測效率的光電倍增管，打破了該領域的國際壟斷，並獲歐盟、美國、日本等的專利授權。這一成果不僅提升了中國在微中子研究領域的技術水平，也為國際微中子研究貢獻了中國智慧和力量。
在建造這一大科學裝置的過程中，江門微中子實驗團隊和建設方集思廣益，攻克了很多技術難關。例如，研制出高強度、高精度、高透光率光電倍增管水下防爆系統，確保光電倍增管在水下長期穩定執行；研發了高潔凈度、高密封、高效率的液體閃爍體純化系統，獲得目前國際上衰減長度最高的液閃；采用水下電子學的創新設計，以民用器件實作了航天級別的可靠性等。
這些技術創新不僅提升了實驗裝置的效能和穩定性，也為後續的數據分析和科學研究奠定了堅實基礎。
江門微中子實驗裝置功能很強大，它的建成和執行將對中國乃至全球的微中子研究領域產生深遠影響。首先是這裏將成為國際微中子研究的中心之一，江門微中子實驗將與美日等國的同類裝置共同推動微中子研究的深入發展。
透過該裝置測量微中子的品質順序和其他相關參數，科學家可以進一步了解宇宙的演化過程、物質和能量的分布以及基本粒子的性質等關鍵資訊，為人類認識宇宙和現存世界物質作出貢獻。
訊息來源：央視新聞10月12日報道【大科學裝置江門微中子實驗有機玻璃球建成】
